俄国新西伯利亚州新西伯利亚电热设备公司(JSC)撰文提出了抑制电弧炉电极臂电气-机械震动的方法。文章指出:电极横臂的机械震动造成电极下端的空间位置(x,y,z坐标)不断变化,因此,导致电弧长度LARC以系统固有震荡频率在不断变化。
众所周知,电极升降自动调节器改变电极位置(电弧长度LARC),同时软电缆也跟着在空间垂直方向(z方向)上不断变化,特别是在熔化初期,由于软电缆具有高阻尼特性和特有的可变动性,所以它能引起电气系统状态变化,比如它能严重地干扰电弧电流的工作频率,即:它使电弧电流中增加了低频成分,该低频成分的频率范围为2~6Hz,结果造成电气系统电抗增加。
另外,该公司对大功率电弧的物理现象进行了分析,分析结果表明:在电弧放电过程中,电弧电流不断波动,其波动频率范围为fi>0.5~6Hz,而由它引起的作用到升降系统上的电动力的频率则为f=2fi。多种不确定的因素影响电弧放电路径,结果造成电弧以0.07~0.09Hz的频度从一处料块向另一处料块转移(飞弧)。
研究证明:电弧炉在运行时,每相电阻和电抗值,不仅取决于电弧电流和电弧电压中的基波分量和各次谐波分量,而且还取决于相间功率转移特性。电弧炉在熔化初期的运行条件下,每相的电抗和电感系数同设计值有很大出入,这除了上述原因之外,还由于三根电极不可能位于同一平面上,造成相和相之间的互感不同。
文章最后指出,为了降低电极臂的机械震动力,应当采取以下措施:设计时要考虑尽量加大电极臂之间的距离;设计时要考虑尽量加大电极分布圆直径;采取炉料预热措施;熔化开始之前,向熔池中加些容易电离的材料,这样可使电弧稳定,即由短弧模式变成长弧模式;采用高阻抗电弧炉,并在其主回路中串入能按工艺要求自动调节电抗值的电抗器;采用暂态响应特快的神经网络支持的智能式电极升降自动调节装置。